Генетика и селекция

Генетика и селекция

Генетика служит теоретической  основой селекции - науки, разрабатывающей  методы выведения и улучшения  пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов.

Все особи внутри породы или  сорта должны иметь сходные, наследственно  закрепленные и ценные для человека свойства - продуктивность, определенный комплекс физиологических и морфологических  качеств, а также однотипную реакцию  на определенные факторы среды. Наследственная изменчивость исходных организмов —  основание для создания новых  пород животных или сортов растений.

Зная закономерности наследования отдельных признаков, можно сочетать их (путем скрещивания) у потомков. Так, например, у пшеницы можно  добиться сочетания типа колоса и  характера развития (яровой или озимый).

Все созданные и создаваемые  породы и сорта отличаются от диких  предков. Это объясняется тем, что  селекционеры целенаправленно отбирают для скрещивания особей, обладающих какими-то мутантными признаками, и  производят их комбинации путем скрещивания.

Задачи и методы селекции

Селекция разрабатывает  методы создания новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов  с необходимыми человеку признаками. Породы животных, сорта растений, штаммы микроорганизмов представляют собой  совокупности особей, созданных человеком  с помощью методов селекции, и  характеризуются определенными  наследственными особенностями, морфологическими и физиологическими хозяйственно ценными  качествами. Поскольку свойства живых  организмов обусловлены их нормой реакции  на основе определенной генетической информации и подвержены модификационной и наследственной изменчивости, развитие селекции основано на закономерностях генетики. В селекционной работе используют следующие методы.

Естественный отбор

Стихийный (бессознательный). Проводился человеком для сохранения особей с наиболее ценными признаками, без стремления улучшить породу или сорт.

Методический (сознательный). Характеризуется тем, что человек  осознано и систематически стремится  к выведению сорта или породы с желаемыми качествами. Подразделяется на: массовый — проводится по фенотипу. При этом отбирается группа особей, имеющих внешнее сходство. Поскольку генотипы отобранных особей по фенотипу неоднородны, отбор время от времени повторяют; индивидуальный — от каждой особи получают отдельное потомство и при последующих близкородственных скрещиваниях у животных и самоопылении у растений выводят чистые линии. Чистые линии — группы генетически однородных (гомозиготных) организмов представляют ценный исходный материал для селекции.

Гибридизация

Внутривидовая — основу составляет направленное скрещивание особей с  интересующими селекционера свойст­вами и последующий отбор потомков с максимальным проявлением этих свойств.

Близкородственная, или инбридинг, — проводится между братьями и сестрами или между родителями и потомством. В результате увеличивается доля гомозиготных организмов. В связи с переходом генов в гомозиготное состояние у потомков проявляются рецессивные мутации, что приводит к ослаблению потомства, появлению наследственных заболеваний.

Межвидовая (отдаленная, неродственная) — проводится между особями разных видов и разных родов. Ее используют как селекционный метод, позволяющий объединить в гибриде ценные хозяйственные признаки родительских форм. В силу генетических, морфологических, физиологических и иных различий организмов разных видов отдаленная гибридизация, как правило, осуществляется с большим трудом и требует применения специальных методов преодоления нескрещиваемости. Межвидовые гибриды часто оказываются бесплодными вследствие нарушения процессов гаметогенеза, так как хромосомы, полученные от разных видов, различаются между собой и не конъюгируют, поэтому мейоз не происходит.

Аутбридинг (скрещивание  неродственных особей) — скрещивание  особей разных линий. При данном скрещивании  удается получить гетерозисные гибриды, превосходящие по своей мощности не только родительские линии, но и  исходные формы, из которых эти линии  были получены. Гетерозис заключается  в повышенной мощности гибридов первого  поколения по сравнению с родительскими  формами. Основной причиной эффекта  гетерозиса является отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии.

Полиплоидизация

Увеличение числа наборов  хромосом под действием на делящуюся  клетку ядов, разрушающих веретено деления (например, колхицином).

Индуцированный (искусственно вызванный) мутагенез

В естественных условиях частота  мутирования генов сравнительно невелика. Мутагенез повышает количество мутаций под воздействием на организм различных мутагенов: ультрафиолетовых лучей, ионизирующего излучения, некоторых химических веществ. Мутации в целом не носят направленный характер, селекционер отбирает и культивирует организмы с интересующими его признаками. Чаще всего используется в селекции микроорганизмов.

В настоящее время активно  развивается биотехнология —  наука о способах получения необходимых  человеку веществ с использованием живых организмов и биохимических  процессов в производстве.

Основные направления биотехнологи

Успехи селекционной работы в определенной степени зависят  от генетического разнообразия исходной группы организмов. Многолетнее изучение наследственной изменчивости растений дикой и культурной фауны пяти континентов позволило Н. И. Вавилову сформулировать представления о  центрах происхождения культурных растений.

Источник: Краснодембский Е. Г."Общая биология: Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы"

А.Г. Лебедев "Готовимся  к экзамену по биологии"